电厂汽动给水泵检修后振动诊断

摘要：X X电厂二期工程2×300MW机组#1机A汽动给水泵在运行四年后，进行正常大修，检修内容包括机械密封更换，轴承常规检查。经检修复装后，首次运行发现前、后轴承振动均偏大。本文结合现有的先进技术经验，经过在各大火力发电厂（300MW及以上机组）设备安装中的实际应用，并对各辅助设备特别是转动机械的运行情况进行监督记录，分析该给水泵振动原因，确定消缺方案，并根据最终运行数据验证分析过程的准确性。

关键词：汽动给水泵，振动，检修，轴承，平衡盘，油膜震荡

中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：

1 分析背景与现状

X X电厂二期2×300MW机组#1机设置两台50%容量汽动给水泵，主泵及前置泵均为沈阳水泵厂制造生产，其配套驱动汽轮机为北京电力设备总厂制造生产。给水泵与驱动汽轮机共用油系统。

主要技术参数：

给水泵型号：CHCT5/6SP-4型；流量：510---632m3/h；

吸入压力：11.08bar；吐出压力：2404---2395mH2O；

转速：0---5900r/min； 转向：由驱动端向非驱动端看为顺时针。

配套驱动汽轮机为GT01B型单缸、双汽源、变转速、内切换、冲动凝汽式汽轮机。

配套前置泵为YNKn300/200型电动离心泵。

A汽动水泵于2004年2月安装完毕，2004年3月进行第一次试运成功，并连续使用四年未出现问题。2009年1月按计划进行常规检修，检修内容包括机械密封更换，轴承常规检查。检修完毕并装复后，第一次运行发现在5400--5600r/min时轴承振动达到0.06mm以上，要求值应为0.04mm以下。5400r/min以下时和5600r/min以上时振动均在0.03mm以下。

2 振动原因分析

引起给水泵振动的原因有很多，主要表现为两个方面：外部因素和自身因素。

2.1 外部因素

2.1.1 基础不稳

在水泵的整体安装过程中，对水泵组的基础要求是很高的，电建公司在安装中有很成熟的经验。另外，电力建设施工标准也有明确规定。但根据查阅安装时的记录及运行记录，如属基础问题，安装后的首次运行即会显现。因此目前可以排除该因素。

2.1.2 管道外部增加应力

经与检修部门咨询，本次检修时未对与给水泵相连接的主给水及中压给水管路进行检修。且在运行人员的陪同下，对这两路管道系统的支吊架进行检查，未发现支吊架的偏斜、变形等异常情况。因此可以排除该因素。

2.1.3 驱动汽轮机振动引起水泵振动

本次检修期间，对驱动汽轮机也同时做了揭盖检修。可能有此方面原因。

2.1.4 对轮对中不准

中心不准有检修时装复工艺的原因，也有可能是运行中产生的原因。像暖泵，支吊架，轴承磨损等都有可能产生后天性的中心不准。

2.2 自身因素

2.2.1 泵体自身刚度不足

泵体刚度包括轴承乌金承受负荷的能力，轴承座的刚度，台板的刚度等。这些因素可能会降低第一临界转速，引起振动。

2.2.2 水泵汽蚀

经查运行记录，给水泵入口压力一直比较稳定，且与前置泵出口压力相差不大。拆卸给水泵入口滤网进行清洗，未发现杂物堵塞的情况，因此可以排除该因素。

2.2.3 转子自身临界转速

经咨询给水泵厂家，该泵第一临界转速比最高工作转速大。且在任何工况下，不会由于临界转速带来很大的动饶度；在任何工况下，转子的刚度能够经受住任何复杂的作用力。

2.2.4 水力冲击

水流由叶轮叶片的外端经过导叶时就会产生水力冲击,且冲击的程度与叶轮的直径及转速有关。当这一水力脉冲传至管路系统及基础时，就会产生噪音及振动。如果这个水力脉冲的频率和管路系统、基础的固有频率相等或接近时，就会产生共振。适当增加叶轮出口与导叶入口距离，错落布置叶轮叶片位置，有助于减小水力冲击。

2.2.5 压力脉冲

该给水泵设有再循环装置，也叫最小流量装置，它决定了给水泵必需的最小流量，如果水泵出口流量小于此流量，泵内部分水就会因摩擦发热产生汽化，恶化了运行条件。结果就是使水在泵内流动恶化，甚至在叶轮进出口处产生内部回流，形成局部涡流区及负压区并沿圆周方向旋转。由此引起压力脉动，泵的压力高低不定流量时大时小，引发管路的剧烈振动。经运行检查，该泵运行过程中，最小流量阀处于开启状态。对阀进行解体检查后，内部阀芯、密封圈等均完好。阀门行程符合要求。因此该因素也可以排除。

2.2.6 油膜振荡

振荡原因主要是因为油膜建立不好，油质不合格，或转速接近振荡频率。油膜振荡频率一般为工作转速的一半。油膜振荡将直接带动轴瓦振动。

2.2.7 泵体膨胀不畅

主要是滑销系统卡涩或泵内部套受热不均，也会引起水泵振动。

2.2.8 工作窜动量调整不当

可能诱发水泵轴向窜动。

2.2.9 动静间隙不合格

给水泵内每级叶轮、导叶、密封环直接都有一定间隙，通过这些间隙的压力水就象轴承一样起着支撑转子的水轴承作用。泵轴或多或少总有一些挠度，因重心偏移会诱发起强迫振动，然而由振动引起的间隙中摩擦力的变化，又会产生一个与偏心力作用相反的水动力，这个水动力促使不平衡质点由偏心方向向中心恢复，从而起着减振作用。水动力产生的结果是如果密封间隙在径向值越小，且在轴向方向的长度越长，临界转速越偏离工作转速，振幅减小得越多。德国KSB 水泵公司做过试验，当把水泵各级密封间隙放至0.125 mm (单侧) 时，水动力作用效果最佳，当水泵各级密封间隙(单侧) 超过0.175 mm 时，水动力作用不存在。当然，水泵的密封环在加工时就存在偏心误差，装配过程也会出现偏心误差，水泵转子的动静挠度也会影响密封间隙的统一性。因此，水动力对水泵振动影响的研究是一个复杂的课题。对于我们从事实际检修工作的同志只需要知道，在尽可能的情况下，减小密封间隙的数值,就会产生水动力，对水泵的振动就会产生好的影响。当然，水泵动静间隙过小又容易造成动静的摩擦，应严格控制在厂家要求的范围内，并且尽可能使各级的间隙统一。

3 综合处理意见

结合本台给水泵的实际情况看，引起振动的原因可能主要在于驱动汽轮机、对轮中心，轴瓦上的各部间隙，更换后的机械密封对转子本身的影响，动静部分是否已有部件损坏，特别时平衡盘与次末、末级叶片是否有损坏现象。于是，我公司与电厂方面协商，作出如下处理措施。

3.1驱动汽轮机单转并化验油油质

经检查驱动汽轮机工作正常，振动最大为0.016mm，因此排除了驱动汽轮机的因素。油质化验结果符合运行汽轮机油要求。也排除了油质影响的因素。

3.2 重新调整对轮中心及转子窜量

按厂家说明书进行调整后进行第二次试运该给水泵，发现振动仍未消除，在5400—5600r/min时振动仍超过0.06mm。

3.3 重新检查轴瓦各部间隙、紧力

再次检查中着重于对轴瓦的检查。

发现以下问题：轴瓦背弧接触面不好。轴瓦紧力不够。

针对该情况主要进行了背弧接触面的研刮，保证接触面达到80%，且接触均匀。对油楔进行研刮，保证进油处有足够的面积。重新调整轴瓦间隙及紧力。紧力调整到0.03mm。

3.4 再次对机械密封进行更换，重新调整弹簧的预紧值。

3.5 由于时间有限，未对泵内部套进行解体检查。

恢复后重新试运该水泵，在启动过程中严格控制最小流量阀的开度。并充分暖泵，直到泵内温度与除氧器温度相差小于30℃。此次未再出现振动大的情况。

4 总结

针对该水泵检修情况，我们得出结论。振动引起的主要原因一是泵体自身轴瓦乌金承力面刚度不足，二是油楔经过长时间运行后，有部分磨损，造成油膜形成不足，引起油膜振荡。三是轴瓦紧力不足。四是由于正值春节期间，检修人员精力不够集中，在第一次检修时未对轴瓦仔细检查，造成了多次检修。电厂在今后的维护过程中应着重对轴瓦的维护，油质的定期化验。

由于未对泵内部套进行解体检查，无法判断平衡盘及次末级、末级叶片是否有损伤，且无法判断首级叶轮处的轴向定位尺寸是否合格。电厂再下次检修时应着重对此处的检查。

参考文献

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[2]《山西电力期刊第2期---给水泵振动的原因及预防》漳泽发电厂，韩哲峰

[3]《马头电厂DG270-140C型给水泵振动原因分析及处理》马头发电厂康建国孟刚

[4]《6×14WXH—12型给水泵振动大原因分析和处理》三水横恒益发电厂史永川

[5]《X X电厂#1机汽机检修方案》重庆电力建设总公司设备安装二分公司